ється мікропроцесорний вимірювальний контролер для автоматизації вимірювань АТ89С51. Цей процесор має послідовний порт, два програмованих таймера з декількома режимами роботи і внутрішній буфер на 128 байт. Програма обслуговування модуля записується в енергонезалежну пам'ять програм процесора об'ємом 4 Кбайт. Модуль має внутрішню 8-бітну шину даних, до якої приєднані 8-канальний 12-розрядний АЦП АD7859 з часом перетворення 5 мкс і 10-розрядний 4-канальний ЦАП АD7805.
Запуск АЦП здійснюється або мікропроцесором по перериванню від внутрішнього таймера, або негативним зовнішнім імпульсом. Цифровий вихід АЦП в даній конструкції працює в 8-бітному режимі, так що читання показів проводиться в 2 етапи. АЦП працює з внутрішнім опорним напругою. Діапазон перетворення напруги 0ч2, 5 В. Кожний вихід АЦП повинен бути захищений від перенапруги. Цю функцію виконують діоди, підключені до аналогової землі і до джерела живлення. Звернення до ЦАП відбувається в 3 етапи. Спочатку в два етапи по внутрішній 8-бітної шині записується 10 -бітове слово даних у внутрішній регістр каналу. Два молодших біта слова даних відображені на адресному просторі. ЦАП також працює з внутрішнім опорним напругою і має діапазон вихідних сигналів 0-2,5 В [5].
Можливості даного пристрою дозволяють вирішувати такі завдання по автоматизації вимірювань, контролю та управління експериментом, в яких не потрібна висока продуктивність. Середня швидкість вимірювань в секунду 300-400 вимірювань в секунду. Така продуктивність цілком достатня для вирішення широкого кола завдань.
Характеристики мікропроцесора:
напруга живлення, В15;
струм споживання, мА 50;
частота тактових імпульсів, МГц 2,5;
число входів 2;
час пересилки даних в пам'ять, мкс20;
розрядність шини даних 12;
розрядність шини адреса16;
пам'ять ПЗУ, Кб 4;
напруга на вході АЦП, В 0-2,4;
напруга на виході ЦАП, В 0-2,4;
період дискретизації ЦАП і АЦП, Гц - 1 6,5 · 10 - 6;
діапазон робочих температур, ° С від мінус 10 до +70.
Передавальна функція МП дорівнює:
(21)
Так як максимальна напруга на виході ЦАП мікропроцесора одно 2,4 В, а на максимальне вхідна напруга УМЗЧ складає 0,3 В, то для узгодження сигналів, що надходять з виходу ЦАП мікропроцесора на вхід УМЗЧ застосовується резисторний дільник напруги.
Малюнок 4 - Схема дільника напруги
Передавальна функція дільника напруги:
(22)
(23)
Розрахуємо чисельні значення опорів R1, R2.
За законом Ома, струм i , що проходить по ланцюгу буде дорівнює:
(24)
Падіння напруги U вихДН на резистори R2:
(25)
Для забезпечення високого вхідного опору на вході УМЗЧ, опір резистора R2 має бути високим. Зазвичай опір R2 приймають рівним вхідному опору УМЗЧ. Для розрахованого вище УМЗЧ кОм.
Підставляючи (24) в (25), і, знаючи значення U вихДН , U вхДН , R 2 , знайдемо опір резистора <...
